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第七章第七章 生物群落的动态生物群落的动态Ch. Community Dynamics www. fjiae. orgwww. fjiae. org7.1 群落变化的类型群落变化的类型www. fjiae. orgwww. fjiae. orgwww. fjiae. org1. 处于演替过程中的群落，波动会影响演替的变化；处于演替过程中的群落，波动会影响演替的变化；2. 处于不同群落类型的波动性不同；处于不同群落类型的波动性不同；3. 定性特征与定量特征的波动性不同；定性特征与定量特征的波动性不同；4. 不同气候带的波动性不同；不同气候带的波动性不同；5. 波动的不完全可逆性。波动的不完全可逆性。www. fjiae. orgwww. fjiae. orgwww. fjiae. orgwww. fjiae. orgwww. fjiae. org1. 延续时间：世纪演替、长期演替和快速演替；延续时间：世纪演替、长期演替和快速演替；2. 起始条件：原生演替和次生演替；起始条件：原生演替和次生演替；3. 基质：水生演替和旱生演替；基质：水生演替和旱生演替；4. 主导因素：内因性演替和外因性演替；主导因素：内因性演替和外因性演替；5. 代谢：自养性演替和异养性演替。代谢：自养性演替和异养性演替。www. fjiae. orgwww. fjiae. orgwww. fjiae. orgThe main features of the primary succession in relation to lava age. (After Kamijo et al., 2002.)www. fjiae. orgSeedling emergence (means + SE) from added seeds of species typical of different successional stages on dunes of four ages (After Lichter, 2000).www. fjiae. orgwww. fjiae. orgwww. fjiae. orgv Devegetated areav Annual weedsv Grass-weed stagev Shrub stagev Pine forestv Deciduous forestwww. fjiae. orgr Succession to forest in North Americav 美美国乔治亚国乔治亚州州Piedmont 地地区区的的废弃耕地废弃耕地v 最早拓殖的是一年生的最早拓殖的是一年生的杂杂草草类类植物植物v 几几年年后后，接着接着是多年生的草本植物是多年生的草本植物v 然然后接着后接着是灌木和松是灌木和松树树苗苗v 随后随后是松是松树树林林发展发展出來出來v 松松树树林林持续持续一百年左右一百年左右，之后逐渐，之后逐渐被耐被耐荫荫硬木林硬木林取代取代www. fjiae. org发生在弃耕地上的群落演替发生在弃耕地上的群落演替系列系列www. fjiae. org典型草原带功能群组成变化典型草原带功能群组成变化 0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%242233CK撂荒年限相对生物量多年生杂类草多年生疏丛禾草多年生根茎禾草一、二年生植物www. fjiae. orgwww. fjiae. orgwww. fjiae. orgwww. fjiae. orgwww. fjiae. orgv 进展演替进展演替：群落的演替显示着群落是从先锋群落经过一系列：群落的演替显示着群落是从先锋群落经过一系列的阶段，到达中生性顶极群落。这种沿着顺序阶段向着顶极的阶段，到达中生性顶极群落。这种沿着顺序阶段向着顶极群落的演替过程称之为进展演替。群落的演替过程称之为进展演替。v 逆行演替逆行演替：发生在人为破坏或自然灾害干扰因素之后，原来：发生在人为破坏或自然灾害干扰因素之后，原来稳定性较大，结构较复杂的群落消失，代以结构简单、稳定稳定性较大，结构较复杂的群落消失，代以结构简单、稳定性小的群落，利用环境和改造环境能力相对减弱，甚至倒退性小的群落，利用环境和改造环境能力相对减弱，甚至倒退到裸地。到裸地。www. fjiae. orgwww. fjiae. orgwww. fjiae. org进展演替进展演替逆行演替逆行演替群落结构的复杂化群落结构的复杂化群落结构的简单化群落结构的简单化地面的最大利用地面的最大利用地面的不充分利用地面的不充分利用生产力的最大利用生产力的最大利用生产力的不充分利用生产力的不充分利用群落生产力的增加群落生产力的增加群落生产力的降低群落生产力的降低新兴特有现象的存在，以及对植新兴特有现象的存在，以及对植物环境特殊适应为方向的物种形物环境特殊适应为方向的物种形成成残遗特有现象的存在，以及对残遗特有现象的存在，以及对外界环境的为方向的物种形成外界环境的为方向的物种形成群落的中生化群落的中生化群落的旱生化和湿生化群落的旱生化和湿生化群落环境的强烈改造群落环境的强烈改造外界环境的轻微改造外界环境的轻微改造v Frederic Clements (1916) is associated with the idea that a single climax will dominate in any given climatic region, being the endpoint of all successions, whether they happened to start from a sand dune, an abandoned old field or even a pond filling in and progressing towards a terrestrial climax, which was called the monoclimax view. v The polyclimax school of thought recognized that a local climax may be governed by one factor or a combination of factors: climate, soil conditions, topography, fire and so on. Thus, a single climatic area could easily contain a number of specific climax types (Tansley, 1954). v Whittaker (1953) proposed his climax pattern hypothesis-population pattern climax theory. This conceives a continuity of climax types, varying gradually along environmental gradients and not necessarily separable into discrete climaxes. (This is an extension of Whittakers approach to gradient analysis of vegetation.)www. fjiae. orgv 群落中的种群处于稳定状态；群落中的种群处于稳定状态；v 达到演替趋向的最大值，即群落总呼吸量与总第一性生产量达到演替趋向的最大值，即群落总呼吸量与总第一性生产量的比值接近的比值接近1；v 与生境的协同性高，相似的顶极群落分布在相似的生境中；与生境的协同性高，相似的顶极群落分布在相似的生境中；v 不同的干扰形式和不同的干扰时间所导致的不同演替系列都不同的干扰形式和不同的干扰时间所导致的不同演替系列都向类似的顶极群落会聚；向类似的顶极群落会聚；v 在同一区域内具最大的中生性；在同一区域内具最大的中生性；v 占有发育最成熟的土壤；占有发育最成熟的土壤；v 在一个气候区内占最大优势。在一个气候区内占最大优势。www. fjiae. orgv Ecosystem changes during succession include increases in biomass, primary production, respiration, and nutrient retention. For instance , many properties of soil, such as the nutrient and organic matter content, change during the course of succession.r Ecosystem changes at Glacier BayChanges in soil properties during succession at Glacier Bay, Alaska (data from Chapin et al., 1994).www. fjiae. orgr Recovery of Nutrient retention following disturbanceThe biomass accumulation model of forest succession (data from Bormann and Likens, 1981).Succession following deforestation and nutrient retention(data from Likens et al., 1978)www. fjiae. orgv 植物繁殖体的迁移、散布和动物的活动性植物繁殖体的迁移、散布和动物的活动性v 群落内部环境的变化群落内部环境的变化v 种内和种间关系的改变种内和种间关系的改变v 外界环境条件的变化外界环境条件的变化v 人类的活动人类的活动www. fjiae. orgwww. fjiae. org
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